L?sningsforslag ukeoppg. 4: 14. - 18. sep (INF1000 - H?st 2009)
Teori for Oblig 2: Mer om l?kker og arrayer (kap. 4 - 5); og metoder (kap. 7.1 - 7.9)NB! Husk at l?sningene dine ikke trenger ? v?re like med disse for ? v?re riktige. Det er vanlig i programmering at samme oppgave kan l?ses p? mange forskjellige m?ter, og alle disse er ok p? INF1000 s? lenge svaret er riktig.
M?l
F? ?velse i teorien som trengs for ? l?se
Oblig 2.
Hovedtema i obligen er l?kker, arrayer, og metoder (uten parametre),
og f?lgende oppgaver gir nyttig trening i dette slik at du blir
bedre i stand til ? l?se obligen.
Oppgaver til teoritimen
- Enkle l?kker med tall:
(a) Lag et program med en l?kke som teller ned fra 10 til 0. Bruk en teller-variabel med startverdi 10 og redusér den med 1 i hver gjennomgang av l?kka. Utskriften skal bli:...10 ...9 ...8 ...7 ...6 ...5 ...4 ...3 ...2 ...1 ...0
class Bombe { public static void main(String[] args) { for (int teller = 10; teller >= 0; teller--) { System.out.print(" ..." + teller); } System.out.println(); } }
Java-nedtelling: (kun for spesielt interesserte) Hvis du vil legge inn 1-sekunds pause f?r hvert tall skrives ut kan du skrive "Thread.sleep(1000); // Vent 1000 millisek." inne i for-l?kka og endre "(String[] args)" til "(String[] args) throws Exception". Exceptions er ikke pensum men omtales i kap. 18. Bare kap. 1 - 9 (og litt av 12) er pensum.
(b) Lag en l?kke som skriver ut de 10 f?rste potensene av 2 (2, 2×2, 2×2×2, osv). Bruk en teller-variabel "i" som teller de 10 gangene, og en variabel "potens2" som ganges med 2 i hver omgang av l?kka og skrives ut. Utskriften skal bli:2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024
class PowersOf2 { public static void main(String[] args) { int potens2 = 1; for (int i = 0; i < 10; i++) { potens2 = potens2 * 2; System.out.print(potens2 + " "); } System.out.println(); } }
(c) Lag to nestede for-l?kker som gir f?lgende utskrift. Det skal bare skrives ut ett tall av gangen, som skal v?re verdien til telleren i den ytre l?kka (som g?r fra 1 til 3) ganget med telleren i den indre l?kka.1 2 3 4 2 4 6 8 3 6 9 12
class DobbelLoop { public static void main(String[] args) { int produkt = 1; for (int i = 1; i <= 3; i++) { for (int j = 1; j <= 4; j++) { produkt = i * j; System.out.print(produkt + " "); } System.out.println(); } } }
- L?kker: Hva blir skrevet ut?
Avgj?r uten ? bruke datamaskin hva som blir skrevet ut n?r f?lgende programsetninger utf?res.//(a) int a = 10; while (a < 20) { a += 4; } System.out.println("a = " + a);a = 22//(b) int sum = 0; for (int b = 1; b < 6; b += 2) { sum += b; } System.out.println("sum = " + sum);sum = 9//(c) int produkt = 1; for (int c = 1; c < 4; c++) { produkt = produkt * c; System.out.println(produkt); }1 2 6//(d) for (int d = 3; d >= 1; d--) { for (int e = 1; e <= 3; e++) { System.out.println(d + e); } }4 5 6 3 4 5 2 3 4//(e) int teller = 0; for (int ytre = 0; ytre < 3; ytre++) { teller++; for (int indre = 0; indre < 3; indre++) { teller++; } } System.out.println(teller);12
- Arrayer med tall:
(Oblig-relevant!)
(a) Lag en l?kke som setter inn de 10 f?rste oddetall i f?lgende array. La telleren i l?kka g? fra 0 til 9, og i hver gjennomgang av l?kka setter du inn én verdi i arrayen, beregnet som telleren ganget med 2 pluss 1.int[] oddetall = new int[10];
class Oddetall { public static void main(String[] args) { int[] oddetall = new int[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { oddetall[i] = i * 2 + 1; System.out.println(oddetall[i]); } } }
(b) Produkt av verdier != 0: Anta at arrayen verdier[] og variabelen produkt er deklarert som vist under. Lag en l?kke som g?r gjennom verdiene i arrayen, og hver gang den kommer til en verdi som ikke er 0 ganger du verdien med produkt og lagrer resultatet i samme variabel (produkt). Utskriften til slutt skal v?re 240(dvs. 2×4×10×3). int[] verdier = { 0, 2, 4, 0, 0, 10, 0, 3 }; int produkt = 1; // L?kke: for ( ) { } System.out.println(produkt);class VerdierIkke0 { public static void main(String[] args) { int[] verdier = { 0, 2, 4, 0, 0, 10, 0, 3 }; int produkt = 1; // L?kke: for (int i = 0; i < verdier.length; i++) { if (verdier[i] != 0) { produkt = produkt * verdier[i]; } } System.out.println(produkt); } }
(c) 2D-array: Lag to nestede for-l?kker som setter inn f?lgende verdier i en 2D-array deklarert som:int[][] tabell = new int[3][4];, slik at tabell[0][0] blir 1, tabell[2][3] blir 12, osv. Husk at indeksene i arrayen starter fra 0, ikke 1.1 2 3 4 2 4 6 8 3 6 9 12
class Array2D { public static void main(String[] args) { int[][] tabell = new int[3][4]; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { tabell[i][j] = (i + 1) * (j + 1); System.out.print(tabell[i][j] + " "); } System.out.println(); } } }
(d) Sum i kolonner: Skriv programkode som beregner summen av verdiene i hver kolonne i ovennevnte array og skriver summene ut (6 12 18 24). Dette ligner p? en deloppgave i oblig 2!for (int kol = 0; kol < 4; kol++) { int sumkol = 0; for (int rad = 0; rad < 3; rad++) { // ...(fyll inn resten)... } // ...(fyll inn resten)... } // ...(fyll inn resten)...
- Array med String-er: Hva blir skrevet ut? Og hvorfor?
(Oblig-relevant!)
class NavneArray { public static void main(String[] args) { String[] navn = { "Anne", "Kari", "Ole", null }; //(a) System.out.println(navn[1] + navn[navn.length/2]);KariOle//(b) for (int i = 0; i < navn.length; i++) { // Testen "!= null" sikrer at neste ledd ikke blir null.equals(..) if (navn[i] != null && (navn[i].equals("Ole") || navn[i].equals("Anne")) ) { System.out.println(i); } }0 2//(c) int indeks = 0; boolean funnet = false; while (indeks < 4 && !funnet) { if (navn[indeks].equals("Kari")) { funnet = true; } indeks++; } System.out.println(indeks);2//(d) String[] andreNavn = { "Per", "Anne", "Ole" }; for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { // Testen "!= null" sikrer at andre ledd ikke blir null.equals(..) if (navn[i] != null && navn[i].equals(andreNavn[j])) { System.out.println(i + " " + j); } } } } }0 1 2 2
- inLine(), inChar(), og ordrel?kke:
(Oblig-relevant!)
Lag et program som sp?r bruker etter et navn. Programmet leser navnet inn vha. inLine();, og "fyller" s? skjermen med navnet ved ? skrive det ut 100 ganger. Videre skal programmet sp?rre bruker om hun vil gi et nytt navn (j/n). Svaret leses n? med .inChar("\n\r"), og hvis det er 'j' gjentas hele prosessen; hvis svaret er 'n' avsluttes programmet. Kj?reeksempel:Skriv et navn: Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann O la Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ol a Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola ...osv... Gi nytt navn? (j/n): j Skriv et navn:
import easyIO.*; class Navn100 { public static void main(String[] args) { In tast = new In(); Out skjerm = new Out(); char svar = 'j'; // Startverdi while (svar != 'n') { skjerm.out("Skriv et navn: "); String navn = tast.inLine(); for (int i = 0; i < 100; i++) { skjerm.out(navn + " "); } skjerm.outln(); skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): "); svar = tast.inChar("\n\r"); } } }Tips til Oblig 2: Legg merke til det som st?r i parentesene til .inChar("\n\r") ovenfor. Dette angir at inChar skal hoppe over evt. linjeskift (\n) eller vognretur (\r) som bruker har tastet inn, og i stedet lese inn en vanlig bokstav fra tastatur, f.eks. 'j'. Det samme b?r du gj?re i deloppgave 1 (c) i oblig 2.
- Metoder: (basert p? forelesningen uke 4 (PDF), lysark side 28)
(Oblig-relevant!)
(a) Endre strukturen til programmet ditt fra punkt 5. over slik at det f?lger malen fra oblig 2 (vist i skissen nedenfor), dvs. med en liten kontrollklasse ?verst, etterfulgt av en egen klasse for metodene. Hele programmet med begge klassene lagres i én fil, kalt Navn100.java (dvs. navnet til klassen med metoden main()). Lag bare én metode i hjelpeklassen, kalt ordrel?kke(), som gj?r alt som st?r i punkt 5. ovenfor.import easyIO.*; class Navn100 { public static void main(String[] args) { Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse(); hj.ordrel?kke(); // Kj?rer metoden ordrel?kke() i hjelpeklassen } } class Hjelpeklasse { // Klargj?ring for innlesing/utskrift, gjelder for hele klassen: In tast = new In(); Out skjerm = new Out(); String navn; void ordrel?kke() { char svar = 'j'; // Startverdi while (svar != 'n') { // - Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine(); skjerm.out("Skriv et navn: "); navn = tast.inLine(); // - Utskrift av navn 100 ganger. for (int i = 0; i < 100; i++) { skjerm.out(navn + " "); } skjerm.outln(); // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):", og .inChar("\n\r"): skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): "); svar = tast.inChar("\n\r"); } } }Mer info: Grunnen til at vi skriver programmet p? denne m?ten med to klasser vil bli klarere n?r vi kommer til kapittel 8, men har sammenheng med at vi ?nsker ? lage gode "objektorienterte" program der vi jobber med "objekter". I denne skissen er det fem pekere til objekter: args[], hj, tast, skjerm, og navn.
(b) Flere metoder: Endre programmet slik at koden som skriver ut navnet 100 ganger flyttes til en egen metode kalt utskrift(). Husk ? legge inn et kall p? metoden p? det stedet i programmet du flyttet koden fra.import easyIO.*; class Navn100 { public static void main(String[] args) { Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse(); hj.ordrel?kke(); } } class Hjelpeklasse { In tast = new In(); Out skjerm = new Out(); String navn; void ordrel?kke() { char svar = 'j'; while (svar != 'n') { // Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine(): skjerm.out("Skriv et navn: "); navn = tast.inLine(); // Kaller metoden utskrift(): utskrift(); // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):" skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): "); svar = tast.inChar("\n\r"); } } void utskrift() { for (int i = 0; i < 100; i++) { skjerm.out(navn + " "); } skjerm.outln(); } }
(c) Inn-parameter: Endre programmet slik at String-variabelen navn n? deklareres inne i metoden ordrel?kke() (og ikke "globalt" ? dvs. f?r alle metodene, som vist ovenfor), og slik at verdien av denne variabelen blir overf?rt til metoden utskrift(..) vha. et argument i kallet. Endre ogs? begynnelsen av metoden utskrift(..) slik at den tar imot argumentet vha. parameteren String navn, slik:void utskrift(String navn) { import easyIO.*; class Navn100 { public static void main(String[] args) { Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse(); hj.ordrel?kke(); } } class Hjelpeklasse { In tast = new In(); Out skjerm = new Out(); void ordrel?kke() { char svar = 'j'; while (svar != 'n') { // Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine(): skjerm.out("Skriv et navn: "); String navn = tast.inLine(); // Kaller metoden utskrift(): utskrift(navn); // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):" skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): "); svar = tast.inChar("\n\r"); } } void utskrift(String navn) { for (int i = 0; i < 100; i++) { skjerm.out(navn + " "); } skjerm.outln(); } }
- Metode med inn og ut-parametre: kap. 7, oppg. 2 (side 133)
Lag en metode som regner ut hypotenusen c i en rettvinklet trekant n?r vi g?r ut fra Pytagoras formel:c2 = a2 + b2 der a og b er lengden p? katetene ? de to andre sidene i trekanten. Vi bruker a og b som parametre til metoden. Du trenger da ? kalle kvadratrotmetoden i Math.sqrt(double_verdi) i den metoden du lager. Returner verdien c som verdien p? metoden. Test metoden ved ? kalle den i en dobbel for-l?kke for alle kombinasjoner av a og b med heltallsverdiene fra 1.0 til og med 6.0, og skriv ut svarene.double finnHypotenus(double a, double b) { ... return c; }Tips: Kallet p? metoden kan se slik ut:double c = finnHypotenus(a, b); class Hypotenus { public static void main(String[] args) { HypotenusMetoder h = new HypotenusMetoder(); h.start(); } } class HypotenusMetoder { void start() { for (double a = 1; a <= 6; a++) { for (double b = 1; b <= 6; b++) { double c = finnHypotenus(a, b); System.out.printf("a=%.1f, b=%.1f gir c=%.3f\n", a, b, c); } } } double finnHypotenus(double a, double b) { double c = Math.sqrt(a * a + b * b); return c; } } KJ?REEKSEMPEL: a=1.0, b=1.0 gir c=1.414 a=1.0, b=2.0 gir c=2.236 a=1.0, b=3.0 gir c=3.162 a=1.0, b=4.0 gir c=4.123 a=1.0, b=5.0 gir c=5.099 a=1.0, b=6.0 gir c=6.083 a=2.0, b=1.0 gir c=2.236 a=2.0, b=2.0 gir c=2.828 a=2.0, b=3.0 gir c=3.606 a=2.0, b=4.0 gir c=4.472 a=2.0, b=5.0 gir c=5.385 a=2.0, b=6.0 gir c=6.325 a=3.0, b=1.0 gir c=3.162 a=3.0, b=2.0 gir c=3.606 ...osv... a=6.0, b=5.0 gir c=7.810 a=6.0, b=6.0 gir c=8.485
- Metode med array som inn-parameter: kap. 7, oppg. 3 (side 134)
Lag en metode double gjennomsnitt(int[] a) som summerer alle elementene i heltallsarrayen a, og som returnerer (det aritmetiske) gjennomsnittet av verdiene i a.// Dette eksemplet viser en lignende programstruktur men med bare én klasse. // Vi slipper ? bruke to klasser ved ? la objekt-pekeren "gj" referere til // den samme klassen som den selv og main-metoden er plassert i. class Gjennomsnitt { public static void main(String[] args) { Gjennomsnitt gj = new Gjennomsnitt(); gj.testGjennomsnitt(); } void testGjennomsnitt() { int[] a = { 1, 2, 2, 1, 0, 3 }; double snitt = gjennomsnitt(a); // Argument: arraynavnet uten klammer System.out.println("Gjennomsnittet er: " + snitt); } double gjennomsnitt(int[] a) { int sum = 0; for (int i = 0; i < a.length; i++) { sum += a[i]; } return (double) sum / a.length; } } KJ?REEKSEMPEL: Gjennomsnittet er: 1.5
Oppgaver til terminaltimen
- L?kker og metoder: Fibonacci-tallene
Lag et program som skriver ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen. F?lgen er definert ved at de to f?rste tall er 0 og 1, og hvert neste tall er summen av de to foreg?ende. Utskriften skal bli:0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
class Fibonacci { public static void main(String[] args) { int nestSiste = 0; int siste = 1; // Skriver ut de to f?rste tall: System.out.print(nestSiste + " "); System.out.print(siste + " "); // Skriver ut 3. til 15. tall i f?lgen: for (int i = 3; i <= 15; i++) { int tmp = siste; // Midlertidig variabel siste = siste + nestSiste; nestSiste = tmp; System.out.print(siste + " "); } System.out.println(); } }
- Arrayer, inLine(), inChar(), og enkle metoder:
(Oblig-relevante!)
(Samme oppgaver som i punkt 3., 4., 5., og 6. for teoritimen.)
- Start med Oblig 2:
Tips: Begynn med ? l?se foreg?ende oppgave (?Arrayer, inLine(), ...?). Der vil du finne problemstillinger som ligner mye p? det som skal gj?res i Oblig 2, men litt enklere slik at obligen blir lettere ? gj?re etter at du har l?st disse oppgavene.
- Metoder med inn- og ut-parametre:
(Samme oppgaver som i punkt 7. og 8. for teoritimen.) Slike metoder trengs ikke i oblig 2.
- Ekstraoppgave:
(a) Endre strukturen i Fibonacci-programmet du lagde ovenfor slik at det f?lger malen fra oblig 2 (vist ogs? ovenfor i punkt 6. for teoritimen), med en kontrollklasse ?verst, etterfulgt av en hjelpeklasse for metodene. Bruk tre metoder i hjelpeklassen: en ordrel?kke som skriver ut f?lgende meny, og en metode for hvert av de 2 menyvalgene:
Metoden for ordre 2 ber bruker taste inn et tall, og g?r s? i en l?kke som genererer Fibonacci-tallene frem til det bruker-inntastede tallet. Deretter gis det melding til bruker om tallet h?rte til f?lgen eller ikke.1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen 2. Test om et tall h?rer til f?lgen
Mer info: Fibonacci-tallene forekommer mye i naturen, bl.a. i tregrener, blomster, kongler og kaniner.import easyIO.*; class Fibonacci { public static void main(String[] args) { FibonacciMetoder fib = new FibonacciMetoder(); fib.ordrel?kke(); } } class FibonacciMetoder { In tast = new In(); Out skjerm = new Out(); void ordrel?kke() { int ordre = 0; while (ordre != 3) { // Meny: skjerm.outln("1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen"); skjerm.outln("2. Test om et tall h?rer til f?lgen"); // Leser kommando fra bruker: skjerm.out("Velg kommando (3=Avslutt): "); ordre = tast.inInt(); switch (ordre) { case 1: skriv15Fib(); break; case 2: testFibTall(); break; default: break; } System.out.println(); } } void skriv15Fib() { int nestSiste = 0; int siste = 1; System.out.print(nestSiste + " "); System.out.print(siste + " "); for (int i = 3; i <= 15; i++) { int tmp = siste; // Midlertidig variabel siste = siste + nestSiste; nestSiste = tmp; System.out.print(siste + " "); } System.out.println(); } void testFibTall() { skjerm.outln(); skjerm.out("Skriv et tall for ? teste om det er Fibonacci-tall: "); int inntastet = tast.inInt(); int nestSiste = 0; int siste = 1; int i = 2; // i: Plass i Fib.f?lgen til n?v?rende "siste" // S? lenge "siste" er < enn inntastet generér neste Fib.-tall: for ( ; siste < inntastet; i++) { int tmp = siste; siste = siste + nestSiste; nestSiste = tmp; } if (siste == inntastet) { System.out.println(inntastet + " er Fibonacci-tall nr. " + i); } else if (inntastet == 0) { System.out.println(inntastet + " er Fibonacci-tall nr. 1"); } else { System.out.println(inntastet + " er IKKE et Fibonacci-tall."); } } } KJ?REEKSEMPEL: > java Fibonacci 1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen 2. Test om et tall h?rer til f?lgen Velg kommando (3=Avslutt): 1 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen 2. Test om et tall h?rer til f?lgen Velg kommando (3=Avslutt): 2 Skriv et tall for ? teste om det er Fibonacci-tall: 233 233 er Fibonacci-tall nr. 14 1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen 2. Test om et tall h?rer til f?lgen Velg kommando (3=Avslutt): 2 Skriv et tall for ? teste om det er Fibonacci-tall: 234 234 er IKKE et Fibonacci-tall.
(b) (middels vanskelig) Utvid ordre 2 slik at den ogs? sier hvilket Fibonacci-tall er n?rmest det bruker-inntastede tallet.Send gjerne l?sningsforslaget ditt til josek [at] ifi.uio.no, s? legger jeg det ut her.
- Ukens n?tt: (veldig vanskelig!)
Lag en metode som skriver ut alle anagrammer av et ord p? 4 bokstaver som ligger i en char-array. Anagrammene skal ha de samme 4 bokstavene, i alle mulige rekkef?lger og uten ? gjenta noen bokstav. For eksempel, hvis ordet er deklarert som f?lger, er 4 av anagrammene som vist under, og totalt 24.char[] ord = { 'A', 'R', 'N', 'E' }; Kj?reeksempel: ARNE AREN ANRE ANER ...20 ord til...Tips: En m?te ? l?se dette p? er med nestede l?kker som i utgangspunktet kan g? innom alle mulige kombinasjoner, inkludert AAAA, AAAE, osv. men slik at det bare blir utskrift av de med 4 forskjellige bokstaver. Bruk den tomme strengen "" og + i utskriftssetningen for ? konvertere char-ene til tekst:System.out.println("" + ord[3] + ord[2] ··· Send gjerne l?sningsforslaget ditt til josek [at] ifi.uio.no, s? legger jeg det ut her.
L?sning med lang char-array, laget av Arnab Kumar (arnabkd) i gr. 2:
class Nott { public static void main(String[] args) { new Nott().ukas(new char[] { 'A', 'R', 'N', 'E' }); } void ukas(char[] word) { char[] pA = new char[1024]; // 4 * (4*4*4*4) int x = 0; for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; j++) { for (int k = 0; k < 4; k++) { for (int l = 0; l < 4; l++) { /* Tar vare p? alle permutasjoner i en char array */ pA[x] = word[i]; x++; pA[x] = word[j]; x++; pA[x] = word[k]; x++; pA[x] = word[l]; x++; } } } } /* Printer ut alle tilfeller der pA[i], pA[i+1], pA[i+2], pA[i+3] IKKE er like. Etter ? ha sjekket dette, s? sjekker den videre fra i+4 til i+7 og s? videre. Dvs den sjekker IKKE at i+4==i+3, fordi det er nemlig lov. (pga i+3 og i+4 havner ikke i samme anagram) */ for (int i = 0; i < 1024; i = i + 4) { boolean first = pA[i] == (pA[i + 1]) || pA[i] == (pA[i + 2]) || pA[i] == (pA[i + 3]); boolean second = pA[i + 1] == (pA[i + 2]) || pA[i + 1] == (pA[i + 3]); boolean third = pA[i + 2] == (pA[i + 3]); boolean check = first || second || third; if (check != true) { System.out.println(i + ") " + pA[i] + "" + pA[i + 1] + "" + pA[i + 2] + "" + pA[i + 3]); } } } }
- Ekstraoppgave:
Kommentarer om dette oppgavesettet kan du sende til josek [at] ifi.uio.no